嵌入式及门上安装天线的控制的制作方法

专利名称：嵌入式及门上安装天线的控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及货物监视系统，更具体地，涉及一种系统和方法，其 用于依据包含天线的门相对于参考平面被放置的角度来监视门上安 装天线的位置，并改变由所述天线产生的询问区域。
背景技术：
在监视系统中，例如EAS ("电子物品监视")天线或者RF (射 频)天线的天线发射询问信号，所述信号被位于商业设施内的货物上 的例如射频ID (RFID)或磁声标识器的标识器接收。标识器把对应 的信号发送回天线。这样，天线和标识器之间的交互作用建立了询问 区域，该询问区域可以为例如零售商店的商业设施提供针对其货物的 安全系统。常规的监视系统包括位于托架、地面、天花板或者墙壁， 或者其每一个的组合中的天线，以便能够以最少数量的天线，使用天
线来监视较大的空间。虽然这些类型的系统对于大型百货商店和超市 来说很好，但是小型商店零售商所关心的则有所不同，因为其安全预 算可能较低，并且地面空间可能是非常宝贵的。
小型零售商店所面临的上述问题的一个解决方案是在摆动门或 者滑动门上安装一个或更多个天线。这允许零售商在维护安全系统的 同时得以利用宝贵的地面、墙壁和/或货物的柜台空间。但是，随着这 种解决方案出现的问题是当门被打开时，门上安装的天线移动，并且 由天线产生的所得到的检测区域也移动了，有可能产生此时变成天线 的检测区域所及以外的区域。在需要货物尽可能靠近门出口的小型商 店中，这不是期望的结果。
当天线被安装在移动的门上时出现的问题是当门打开或者关闭 时，天线也移动，因此改变了原始设计的询问区域。所得到的天线位
6置可能导致超范围或者范围不足(imder-range)的状况。当来自天线 的磁场覆盖包括不需要检测覆盖的位置的区域范围时，会出现超范围 的状况。例如，应该允许顾客拿着带有标识器的物品排队等待并接近 冲巨台而不因为被标记的物品移动到询问区域内而设置警报。这在因新 顾客进入和/或现有顾客离开而使得门被摆动到商店中时，并且从门上 安装的EAS天线辐射的磁场的范围、或者与摆动的门一起移动的RF 天线发射的RF信号的范围与结帐队列中另一个顾客购买的物品上的 标识器所发射的信号相符合时，可能会出现。当结帐队列经过询问区 域时，或者当带有天线的滑动门横向移动，把被标记的物品移动到询 问区域中时，也可能出现超范围情况。
例如当顾客通过向外摆动门而离开商店时，会出现范围不足状 况。在这种情况下，因为天线与门一起移动，其询问区域可能不覆盖 接近商店出口的被标记物品。这样，当门被新顾客或者离开商店的现 有顾客打开时，正在向门靠近的携带有被标记物品的小偷将不会触发 警报器，因为其上安装了警报器的门已被向外摆动，并且未经调整的 磁场不再与被标记的物品所发射的信号相符合。
因此，需要一种确定包含天线的门何时被打开的方法和系统，其 中，相对于给定的参考平面监视和测量该门被打开的角度，并控制天 线的询问区域以应对超范围和范围不足的状况。

发明内容
本发明解决了现有技术中关于门上安装天线的不足。天线发送询 问信号，所述信号被位于检测范围内、即"询问区域，，内的货物上的标 识器接收。标识器把对应的信号发送回天线。被安装在门上的天线随 着门的运动一起移动。因此，被天线的磁场覆盖的询问区域随着门的 移动而变化。在某些实例中，结果是超范围或范围不足状况。针对这 一点，本发明的系统和方法被构造成通过监视其上安装有天线的门的 运动，并通过相应地调整天线所产生的询问区域的大小和宽度来控制 门上安装天线。控制器内的处理器从安装在移动门上的位置传感器接收位置信号，确定询问区域应该被增大、减小、关闭还是维持，以便 提供受商店大小和物理及空间限制的最大商店安全性，并向天线或者 警报设备发射信号，所述信号包含询问区域修改指令。
根据一个方面，提供了一种控制门上安装天线的询问区域的方
法。所述天线包括发射器部件和接收器部件。所述方法包括监视其 上安装了天线的门的移动；确定所述门相对于参考平面被移动的距 离；以及基于所述门相对于所述参考平面被移动的所述距离，提供询 问区域指令。
根据另外一个方面，本发明提供了一种用于控制门上安装天线的 询问区域的系统。所述系统包括具有发射器部件和接收器部件的门 上安装天线；靠近其上安装有所述天线的所述门放置的传感器。所述 传感器确定所述门相对于参考平面被移动的距离，并发射表示所述距 离的位置信号。所述系统还包括控制单元，该控制单元具有电源； 信号接收器电路，用于从所述传感器接收位置信号；处理器，用于基 于所接收到的位置信号，提供询问区域修改指令；以及信号发射电路， 用于发射信号，其中，该信号包括所述询问区域修改指令。
根据又一个方面，本发明提供了一种用于货物询问系统的传感 器。所述系统包括安装在可移动门上的天线和具有用于确定询问区域 修改指令的处理器的控制单元。所述传感器包括传感模块，用于确 定所述门相对于参考平面被移动的距离；和发射模块，用于发射表示 所述门相对于所述参考平面移动的距离的位置信号，其中，所述位置 信号被所述控制单元用来确定询问区域修改指令。
本发明的其他方面将在下面的描述中部分地加以阐述，并且从该 描述将部分地显见，或者可以通过实践本发明来获知。利用在所附权 利要求中特别指明的元件和组合，将实现和获得本发明的这些方面。 要理解，无论是前面的 一般描述还是下面的详细描述都仅仅是示范性 的和说明性的，而非对所要求保护的本发明的限制。


被包含并构成本说明书 一部分的附图示出了本发明的实施例，并 与说明书一起，起到了说明本发明原理的作用。这里所示出的实施例 是目前优选的，但是要理解，本发明不局限于所示的精确构造和手段，
在附图中
图l是根据本发明原理的摆动门上的门上安装天线的图2是根据本发明原理的摆动门上的门上安装天线的图，其中， 门被以0和30度之间的角度向内摆动；
图3是根据本发明原理的摆动门上的门上安装天线的图，其中， 门被以30和45度之间的角度向内摆动；
图4是根据本发明原理的摆动门上的门上安装天线的图，其中， 门被以大于45度的角度向内摆动；
图5是根据本发明原理的摆动门上的门上安装天线的图，其中， 门被以0和30度之间的角度向外摆动；
图6是根据本发明原理的摆动门上的门上安装天线的图，其中， 门#>乂 30和45度之间的角度向外摆动；
图7是根据本发明原理的摆动门上的门上安装天线的图，其中， 门被以大于45度的角度向外摆动；和
图8是流程图，示出了本发明的实施例进行的过程。
具体实施例方式
本发明有益地提供了一种系统，当门相对于参考平面在不同的位 置范围上移动时，该系统控制由安装在所述门上的天线生成的询问区 域。现在参考附图，在附图中，相似的参考指示符指代相似的元件， 在图1中示出了一种根据本发明的原理构造并总地由"10"指代的系 统。系统10包括安装在可移动的门14上的天线12。天线12可以是 EAS天线、RF天线或者能够把通信信号发射到标识器的任何其他类 型的天线，其中，标识器可以检测输入信号。门14可以是任何类型 的可移动的门，即铰链连接门或者滑动门。在图1中，门14通过铰 链从关闭位置，即0度，摆动到完全打开的位置，即90度。在图1中所示的实施例中，门14向内摆动，即进入商店。但是，本发明不 局限于以这种方式摆动的门，并且后面的实施例示出了用于向外摆动 的门的系统IO。此外，门14可以沿任一方向摆动，并不一定沿图1 中所示的方向摆动。系统IO也同样地兼容滑动的门。
天线12可以被配置为具有相关联的控制器的收发器天线，所述 控制器提供控制和以预定时间间隔从发射功能切换到接收功能的切 换。本领域技术人员将认识到，在天线12内可以存在分开的发射和 接收模块。天线12发射覆盖一定的询问区域的电磁信号。图l示出 了使用本发明的系统10的典型商店或者制造设施的内部。在制造设 施或者零售商业设施的内部，各种标识器被放置在要在询问区域内得 到保护的物品或者资产16上。如果在进入询问区域之前标识器未被 从物品16上去除或者去激活，则由天线12建立起的电磁场将导致来 自标识器的响应。这种响应被天线12的接收模块或者收发器模块接 收。
天线12可以被以各种方式附连或者安装于门14，并且这里公开 的本发明不局限于特定的安装手段。例如，天线12可以被插入门14 顶部或侧面上钻出的空间内、集成在门内、或者以任何其他方式牢固 地附连于门14。门14从关闭位置(0度)相对于参考平面18，例如 商店墙壁的平面，摆动经过打开位置的范围。位置传感器20可以被 安装在门14上或者靠近门14。传感器20检测门14相对于参考平面 18的移动。传感器20可以被附连或者安装于门14,或者可以被放置 在靠近门14的位置。传感器20可以与另外的位置设备结合使用，所 述另外的位置设备可以被放置在非可移动物体、例如门框上。单独地 或者结合补充位置设备一起，传感器20检测门14相对于平面18的 移动。这样，当门14在某个位置范围上移动时，传感器20检测此运 动以及门上安装天线12的移动，天线12被附连于门14并与门14 一 起移动。
传感器20可以是任何类型的运动检测器，例如但不限于角度位 置传感器、智能门铰链，或者开关或开关串，其把门14相对于平面18的位置或者角度传输到控制器22。在一个实施例中，传感器20包 括用于确定门相对于参考平面被移动的距离的传感模块，以及用于发 射表示门相对于参考平面移动的距离的位置信号的发射模块。
控制器22可以被安装在任何能够从传感器20接收位置信号并与 天线12和/或商店的警报系统交换通信信号的位置中，包括安装在门 14自身上。控制器22包括电源、信号接收电路、信号发射电路和处 理器。控制器的信号接收电路从传感器20接收位置信息，并且控制 器的处理器把该信息与存储在控制器22中或位于与控制器22通信的 远程位置处的规则表或数据库进行比较。换句话说，处理器能够执行 基于由传感器20所确定的门14的位置来建立检测区域的算法。
基于处理器对门14的当前位置与已建立的规则的比较，包含询 问区域修改指令的校正信号被通过控制器的发射电路发射回天线12 中的接收部件。在一个实施例中，校正信号可以指令天线12更改其 磁场的大小以便把门14的当前位置纳入考虑。如由所存储的规则确 立的，校正信号可以根据门14的位置指令天线12增大、减小或维持 磁场的大小。
图2示出了门14已被向内打开，即在商店内的情形。在这个例 子中，门14相对于参考平面18在规定的角度范围，也就是0度到30 度之间打开。在图2中，控制器22现在位于商店内的不同位置，以 说明控制器22并非必须位于任何特定的位置中，只要其仍通过无线 或者硬连线连接与传感器20和天线12通信。在一个实施例中，控制 器22的处理器可以包含列出离散的门角度范围的表，每一个范围均 对应于特定的指令集。在接收到门14的当前位置时，处理器可以基 于所述表确定如果需要的话要对天线12的磁场做多少调整，并准备 完成此工作的指令。注意，角度的范围仅是为了说明，并且本发明的 系统IO可以以任何合适的范围实施，甚至以能够基于门14的即时位 置连续地调整询问区域的算法来实施。
例如，参考图2，如果门14被进入或者离开的顾客向内摆动25 度，该角度会被传感器20检测到，并且信号被发射到控制器22,所述信号包括指示门14被打开25度的信息。因为这个角度是在0到30 度范围内，控制器22可以发送信号到天线12，指令其把磁场增大或 者维持于(取决于先前的设置)其最大强度。考虑到商店的大小，以
及被标记的货物和拒台与商店出口的靠近程度，这可能代表期望全检 测范围的情形。
参考图3,门14现在已经被向内摆动于30和45度之间的角度， 例如40度。传感器20再次检测当前的门角度，发射带有此信息的信 号到控制器22。在这个例子中，控制器22的处理器确定45度在下一 个离散角度范围内，即30到45度内，并发射信号到天线12，在一个 例子中，在此情况下，指令天线把其磁场的大小减小到其最大值的一 半。这可能代表商店不想产生超范围状况的情形，在超范围状况下， 由于门14和天线12的向内运动，因为只不过是在结帐队列中等待的 顾客具有已经落入天线磁场的"询问"区域内的被标记物品，所以可能 会触发警报。通过削减天线磁场的大小，询问区域被更改，并且顾客 可以在结帐队列中安全地带着被标记物品等待，而无需害怕当顾客打 开门以进入或者离开商店时警报被设置，同时询问区域仍捕获被带出 商店的纟皮标记活动物品。
在图4中所示的例子中，门14现在已经被向内摆动到大于45 度的角度。因为在这个新位置，门14的位置可能把天线12的警报区 域带入商店内的、或者是货架上的或者是当顾客站在结帐队列中时和 顾客在一起的更多被标记物品的信号范围内，所以可能期望完全关闭 天线12所发射的磁场。这可以用和上面描述的方式相同的方式实现。 传感器20把其位置信息发射到控制器22，控制器22确定适当的校正 信号，并把对应的信号发射到天线12，天线12相应地调整其磁场， 在这个例子中将其完全关闭，从而消除询问区域。
上述指令天线12增大、维持或者减小其磁场强度的方法只是采 用本发明的系统10控制询问区域的大小的一种方法。存在许多本发 明可以更改询问区域的范围的方式。如上所述，在一个实施例中，天 线12在从控制器22接收到指令其增大或者减小其磁场大小的信号后，能够调整其发射器功率，从而增大或者减小所得到的磁场的大小。
在另一个实施例中，调整天线12的接收模块的灵敏度。在这个实施 例中，不改变磁场的强度，但是由被询问标识器发送的信号被天线的 接收器模块接收，所述接收器模块的灵敏度已经被调整。根据其灵敏 度已经被调整了多少，天线12的接收器模块(或收发器)可以忽略 某些从位于某个位置的标识器接收到的信号，或者完全忽略所有信 号，这样，实际上减小甚至消除了询问区域。
在另一实施例中，使用前面两种方法的组合来获取期望的询问区 域。在又一个实施例中，如果被标记物品落入天线12的磁场内则通 常会鸣叫的商店警报可以被解除。因此，控制器22不是发射指令到 天线12，指令其增大其磁场的强度或者调整其接收器模块的灵敏度， 而是例如发送信号到警报设备，以解除警报。这样，在图4中所示的 情形中，即，当门14已经被向内摆动经过45度时，控制器22就可 以解除警报设备。结果是相同的，例如，当门14被打开经过45度时， 警报将不会鸣叫。
图2到4示出了超范围状况的出现。商店想要避免这种情形，因 为它可能在不存在实际警报条件的状况下，即当被标记物品妥善地位 于货架上或者与结帐队列中的顾客在一起时，会触发警报。图5到7 示出了本发明为防止出现范围不足状况所采取的步骤。在图5中，门 14现在被向外摆动，远离商店。在这个例子中，未被打开(相对于参 考平面18为0度)或者向外摆动至多仅30度的门可能代表不期望询 问区域的情况。控制器22在接收到来自传感器20的位置信号后，将 指令天线12减小磁场或者把磁场完全关闭，调整天线12的灵敏度以 基本忽略从被询问的标识器接收到的任何信号，或者这二者的组合， 或者使警报去激活。应该注意，在本公开内容中提供的角度范围和对 应的控制器动作仅仅是说明性的，并且本发明不局限于任何具体值。
在图6中，门14现在被向外摆动到相对于参考平面18为30和 45度之间的范围。可能期望在这个门位置将询问区域增大到其最大 量。这样，在接收到来自传感器20的位置信号时，控制器22可以发射信号到天线12,指令其把磁场增大或者维持(取决于其先前状态) 到其最大水平，指令其调整接收器模块灵敏度，或者二者的组合。或 者，控制器22可以简单地使商店的警报设备去激活。如果门14沿向 外方向进一步摆动，如图7中所示，则可能期望把磁场维持在最大强 度、将其减小一定量、或者将其完全关闭。这可以用上面描述的几种 方式其中之一来完成。
图8是流程图，示出了本发明为控制由门上安装天线12辐射的 磁场而采取的步骤。在步骤S24，传感器20检测门14相对于参考平 面18的角度，并通过步骤S26，把此信息发射到控制器22。然后， 控制器22通过步骤S28，通过把门14的当前角度和所存储的规则表 进行比较，确定询问区域校正量，如果有的话。然后，控制器22通 过步骤S30，要么发射信号到天线12，指令其更改其磁场或者调整其 接收器模块的灵敏度，要么发射信号到警报设备，使所述警报设备去 激活。如果通过步骤S32传感器20确定门14的位置已经变化，则传 感器20通过步骤S24检测新的门位置，并重复上面的过程。
除了摆动门，本发明同样适用于滑动门。传感器20可以被以相 同方式使用，即传感器20检测门相对于参考点或者平面18的移动。 因此无需确定门14是被向外还是向内摆动，而仅仅是其已经沿特定 方向移动。因此，在本实施例中，无需角度位置传感器。可以使用线 性位置传感器20来监视并确定门14何时已经从其先前的位置移动。
本发明也可以采用确定门14被移动的速度的传感器20。这样， 替代或者除了确定门14相对于参考点或者平面18已经移动的相对位 置的传感器20之外，还可以使用传感器20确定门运动的速度。例如， 如果门14非常快地打开，则其可能指示某人正试图不为被标记的货 物付款就离开商店。在这个实例中，询问区域可以被快速地增大到其 最大大小和面积。可以预期采用一个或更多个传感器的各种情形，每 一个传感器均测量门的特定特征，即其相对位置和/或其速度或移动。 该信息被发射到控制器22，控制器22确定是否需要针对询问区域采 取校正动作。在另一个实施例中，传感器20被开启/关闭开关代替。这个开关 可以确定例如门14是否已经经过某个点，此时它向控制器2 2发信号， 控制器22转而发信号通知天线12以便去激活。在又一个实施例中， 系统10只在打开(或者关闭)门14时才被激活。
因此，本发明有益地提供了一种允许商业设施使EAS或者RFID 系统适应其具体需求的系统和方法。具体来说，本发明考虑了商店的 大小、被标记货物和结帐拒台相对于出口门的接近程度，并创造了一 种在条件发生变化时，即当出口门被打开或者关闭时能够更改询问区 域的动态受控系统。
本发明可以釆用硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现。本发 明的方法和系统的实施方案可以在一个计算机系统中以集中方式实 现，或者以分布式方式实现，在分布式方式中，不同的元件被跨越几 个互连的计算机系统分布。任何种类的计算机系统，或者其他适于执 行这里描述的方法的装置，都适合于执行这里描述的功能。
重要的是，在不偏离本发明的精神或本质属性的情况下，本发明 可以被以其他具体形式具体实施，因此，有关指示本发明的范围，应 该参考所附权利要求而非前面的说明书。
权利要求
1. 一种控制门上安装天线的询问区域的方法，所述天线具有用于辐射电磁场的发射器部件和用于从标识器接收信号的接收器部件，所述方法包含监视其上安装有所述天线的门的移动；确定所述门相对于参考平面被移动的距离；和基于所述门相对于所述参考平面被移动的所述距离，提供询问区域修改指令。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述指令包括调整所述天线发射器部件的功率。
3. 如权利要求1所述的方法，其中，所述指令包括调整所述天线接收器部件的灵敏度。
4. 如权利要求1所述的方法，其中，所述指令包括既调整所述天线发射器部件的功率，又调整所述天线接收器部件的灵敏度。
5. 如权利要求1所述的方法，其中，所述指令包括将警报设备禁用。
6. 如权利要求1所述的方法，还包含监视所述门相对于所述参考平面移动的速度。
7. 如权利要求6所述的方法，其中，所述修改指令取决于所述门相对于所述参考平面移动的速度。
8. 如权利要求1所述的方法，其中，所述监视其上安装有天线的门的移动的步骤包括确定所述门相对于所述参考平面被向外还是向内摆动。
9. 如权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述门被相对于所述参考平面被移动的距离的步骤由安装在所述门上的角度位置传感器执行。
10. 如权利要求l所述的方法，其中，所述监视其上安装有天线的门的移动的步骤由位于所述门附近的开关执行，所述开关确定所述门是否已经相对于所述参考平面移动了阈值距离，以及如果已经达到所述阈值距离，则更改所述询问区域。
11. 如权利要求10所述的方法，其中，所述更改所述询问区域的步骤包括防止来自所述天线的电磁场的辐射。
12. 如权利要求l所述的方法，还包含识别离散的门移动距离的范围；和给每一个范围分配指令。
13. 如权利要求l所述的方法，其中，所述天线和所述标识器包含EAS询问系统。
14. 如权利要求l所述的方法，其中，所述天线和所述标识器包含RFID询问系统。
15. —种用于控制门上安装天线的询问区域的系统，所述系统包含具有发射器部件和接收器部件的门上安装天线；靠近其上安装有所述天线的所述门放置的传感器，所述传感器用于确定所述门相对于参考平面被移动的距离，并发射表示所述距离的位置信号；和控制单元，具有信号接收器电路，用于从所述传感器接收位置信号；处理器，用于基于所述接收到的位置信号，提供询问区域修改指令；和信号发射电路，用于发射信号，所述信号包括所述询问区域修改指令。
16. 如权利要求15所述的系统，其中，所述询问区域修改指令包括调整所述天线发射器部件的功率。
17. 如权利要求15所述的系统，其中，所述询问区域修改指令包括调整所述天线接收器部件的灵敏度。
18. 如权利要求15所述的系统，其中，所述询问区域修改指令包括既调整所述天线发射器部件的功率，又调整所述天线接收器部件的灵敏度。
19. 如权利要求15所述的系统，其中，所述询问区域修改指令 包括将警报设备禁用。
20. 如权利要求15所述的系统，其中，所述传感器检测所述门 相对于所述参考平面被移动的速度。
21. 如权利要求20所述的系统，其中，所述询问区域修改指令 取决于所述门相对于所述参考平面被移动的速度。
22. 如权利要求15所述的系统，其中，所述传感器还确定所述 门相对于所述参考平面被向外还是向内摆动。
23. 如权利要求15所述的系统，还包含位于所述门附近的开关， 所述开关监视其上安装有所述天线的所述门的移动，所述开关确定所 述门是否已经相对于所述参考平面移动了阈值距离，以及如果已经达 到所述阈值距离，则更改所述询问区域。
24. 如权利要求23所述的系统，其中，更改所述询问区域包括 防止来自所述天线的电磁场的辐射。
25. 如权利要求15所述的系统，其中，所述处理器 识别离散的门移动距离的范围；和 给每一个范围分配指令。
26. 如权利要求15所述的系统，其中，所述系统是EAS询问系统。
27. 如权利要求15所述的系统，其中，所述系统是RFID询问系统。
28. —种用于询问系统的传感器，所述询问系统包括安装在可移 动的门上的天线和具有用于确定询问区域修改指令的处理器的控制 单元，所述传感器包含传感模块，用于确定所述门相对于参考平面被移动的距离；和 发射模块，用于发射表示所述门相对于所述参考平面移动的距离的位置信号，所述位置信号被所述控制单元用来确定询问区域修改指令。
29. 如权利要求28所述的传感器，其中，所述传感模块是角度 位置传感模块。
30. 如权利要求28所述的传感器，还包含位于所述门附近的开 关，所述开关监视其上安装有所述天线的所述门的移动，所述开关确 定所述门是否已经相对于所述参考平面移动了阈值距离。
31. 如权利要求28所述的传感器，其中，所述询问系统是EAS 询问系统。
32. 如权利要求28所述的传感器，其中，所述询问系统是RFID 询问系统。
全文摘要
本发明涉及用于控制门上安装或门嵌入式天线的系统和方法。例如EAS或RF天线的天线发送询问信号，所述信号被位于检测范围，即“询问区域”内的货物上的标识器接收。安装在门上或嵌入门中的天线随着门的运动一起移动。因此，被天线的磁场覆盖的询问区域随着门的移动连续地变化。本发明的系统和方法通过监视其上安装了天线的门的运动，并通过相应地调整天线产生的询问区域的大小和宽度来控制门上安装天线。控制单元内的处理器从安装在移动门上的位置传感器接收位置信号，确定询问区域应该被增大、减小、关闭还是维持，并把信号发射到天线或者警报设备，所述信号包含询问区域修改指令。
文档编号G08B13/24GK101512611SQ200780031866
公开日2009年8月19日 申请日期2007年7月16日 优先权日2006年7月17日
发明者J·H·什涅德尔, 亚当·S·博格曼 申请人:传感电子公司